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Previous issue date: 2015-03-16 / Genetically determined conditions affect millions of families worldwide. More than 40% of
cases of severe Intellectual Disability (ID) are caused by monogenic diseases or
chromosomal abnormalities. In Brazil, a country with 185 million people, some disability is
expected to affect about 25 million (14%) people, and of these, approximately 17 million
(68%) would have ID. Downs Syndrome (DS) was recognized and first described by John
Langdon Down in 1866. DS is the most common autosomal genetic abnormality, contributing
with approximately 18% of all cases of DI. The average prevalence rate is 1:650 live births,
which increases with advancing maternal age. DS aetiology is related to the excess of genetic
material from an extra chromosome 21. DS could also results from chromosomal
translocation resulting in trisomy 21 and post-zygotic mosaicism. The phenotype associated
with DS varies in signs and intensity. However, ID is a highly conserved feature on those who
are affected by the trisomy 21 and has a major impact on public health and individual quality
of life. Despite the phenotypic pathognomonic characteristics of DS, there is still a challenge
in the clinical diagnosis. The current study reported the laboratory investigation of 6
probands with complex phenotypes, which had features in common with the SD. However,
while the physical examination generated the clinical hypothesis, the cytogenetic laboratory
tests were not useful for diagnostic resolution. In this context, Chromosomal Microarray
Analysis (CMA) was used to support the laboratory diagnosis of cases with clinical indication
of SD whose karyotypes showed up without apparent numerical or structural chromosome
changes. In our study, laboratory diagnosis using CMA was not possible for 83.3% (5-6) of
the cases. For those, higher-resolution methods such as exon sequencing or new generation
sequencing must be used to assist elucidating the underlying genomic alteration behind the
observed the rare variant phenotypes. As discussed by Howell et al (2013), despite major
advances in diagnosis using neuroimaging, molecular, and metabolic strategies a significant
proportion of children with global developmental delay, with or without dysmorphic signs
will remain without a conclusive diagnosis of the underlying cause clinically recognized
phenotype. In our study, although there were no genomic changes suggestive of DS, the
analyzed cases showed a gain and losses of genomic material identified by the CMA that have
potential to explain the phenotype of probands and guide decision-making on the part of
families and the health care providers. The results presented and discussed in this
dissertation showed a detection rate of ~17%. However, no patient had DS, as suggested by
the clinical hypothesis, as there was no involvement of the critical region of Down Syndrome
on chromosome 21 in any case. The laboratory diagnosis rate for the DS was 78.5% in line
with expectations and trends in the diagnosis of this syndrome worldwide. The CMA allowed
establishing the genotype-phenotype correlation for one case, for which it was observed a
proximal deletion of SHANK3 gene whose haploinsufficiency is responsible for Phelan-
McDermid Syndrome. In this study we identified four genes that could be contribute to the
phenotypes of probands, namely: AGL12, MAGEA8, IL1RAPL1, and CNTNAP2, located in
22p13, Xq28, Xp21 and 7q35, respectively. This set of genes should be highlighted in
structural and functional genomic studies to pinpoint candidate genes correlated to rare
phenotypes. / Condições geneticamente determinadas acometem milhões de famílias no mundo. Mais de
40% dos casos de Deficiência Intelectual (DI) grave são causados por doenças monogênicas
ou anomalias cromossômicas. Com relação à DI, no Brasil, com 185 milhões de habitantes,
cerca de 25 milhões (14%) apresentam alguma deficiência. Desses, aproximadamente 17
milhões (68%) apresentam DI. A Síndrome de Down (SD) foi reconhecida e descrita pela
primeira vez por John Langdon Down em 1866, sendo a mais frequente anomalia genética
autossômica, contribuindo por aproximadamente 18% de todos os casos de DI. A incidência
média é de 1 em cada 650 nascimentos, que aumenta com avanço da idade materna. Sua
etiologia está relacionada ao excesso de material genético proveniente do cromossomo 21.
Em geral, há ainda possibilidade de ocorrer trissomia 21 por translocação cromossômica e
casos de mosaicismo pós-zigóticos. O fenótipo associado à SD seja variável em sinais e em
intensidade. Porém, a DI é a característica altamente conservada ente os afetados e tem um
grande impacto na saúde pública e na qualidade de vida individual. Apesar das características
fenotípicas da SD ser patognomónicas, ainda persiste na comunidade médica o desafio do
diagnóstico clínico. O presente estudo relatou a experiência da avaliação de 6 probandos com
fenótipos complexos, que apresentavam características em comum com a SD. No entanto,
embora o exame físico tenha gerado a hipótese clínica, os testes laboratoriais de citogenéticas
não foram úteis para a resolução diagnóstica. Neste contexto, foi aplicada a Análise
Cromossômica por Microarranjos (CMA) para a elucidação diagnóstica dos casos com
indicação clínica para SD cujos cariótipos apresentaram-se sem alterações cromossômicas
numéricas ou estruturais aparentes. Para cerca de 83,3% (5-6) dos casos apresentados no
presente estudo, ainda se faz necessário o uso de metodologias de maior resolução como o
sequenciamento de exomas ou o sequenciamento e nova geração para tentar elucidar a
alteração genômica subjacente aos achados fenótipos dos pacientes, que devem ser,
subsequentemente, confirmados com estudos funcionais e epidemiológicos para estes
fenótipos variantes raros. Conforme discutido por Howell e colaboradores (2013), apesar dos
grandes avanços no diagnóstico usando estratégias de neuroimagem, moleculares e
metabólicas, uma proporção significante de crianças com atraso global do desenvolvimento,
com ou sem sinais dismórficos, permanecerão sem um diagnóstico conclusivo da causa
subjacente ao fenótipo clinicamente reconhecido. No presente estudo, mesmo não
apresentando alterações sugestivas para SD, os casos analisados apresentaram diversas
alterações identificadas pelo CMA que em conjunto possuem potencial para explicar os
fenótipos dos probandos e orientar as tomadas de decisões por parte famílias e dos
profissionais de saúde que as assistem. Os resultados apresentados e discutidos nesta
dissertação permitiram concluir que a taxa de detecção de alterações genômicas para o
diagnóstico dos casos apresentados foi de ~17%. No entanto, nenhum paciente apresentou a
SD, conforme sugerido pela indicação clínica, pois em nenhum caso houve o envolvimento da
região crítica da Síndrome de Down no cromossomo 21. A taxa de diagnóstico laboratorial
para a SD foi de 78,5%, em consonância com o esperado para as tendências de diagnóstico
desta síndrome no mundo. A CMA permitiu estabelecer a correlação genótipo-fenótipo para
um caso, para o qual foi observado deleção proximal do gene SHANK3, cuja
haploinsuficiência é responsável pela Síndrome de Phelan-McDermid. No presente estudo
foram identificados 4 genes que poderiam estar contribuindo com os fenótipos dos probandos,
a saber: AGL12, MAGEA8, IL1RAPL1 e CNTNAP2, localizados em 22p13, Xq28, Xp21 e
7q35, respectivamente. Este conjunto de genes merecem destaque em estudos detalhados de
genômica estrutural e funcional para apontar genes candidatos corelacionados aos fenótipos
raros.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:ambar:tede/2397 |
| Date | 16 March 2015 |
| Creators | Cunha, Damiana Mírian da Cruz e |
| Contributors | Silva, Cláudio Carlos da, Minasi, Lysa Bernardes, Vieira, Thaís Cidália |
| Publisher | Pontifícia Universidade Católica de Goiás, Genética, PUC Goiás, BR, Ciências Humanas |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_GOAIS, instname:Pontifícia Universidade Católica de Goiás, instacron:PUC_GO |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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